1．肌力下降　研究表明，膝关节骨关节炎患者膝部的屈、伸肌肌力有不同程度的下降；单侧膝关节骨关节炎患者的健侧膝屈、伸肌肌力也有不同程度的下降。即使疼痛消除，膝伸肌群肌力仍较正常下降约20%，而且肌力下降可以出现在膝关节骨关节炎发生之前。肌力下降在膝关节骨关节炎病程的开始和进展中有着重要的意义。膝屈、伸肌肌力的下降可直接影响膝关节的稳定性，同时，周围肌腱、韧带等组织的强度下降，也可进一步降低膝关节的稳定性。膝关节失稳可造成胫股关节、髌股关节面应力分布异常，导致膝关节骨关节炎的发生和发展。因此，无论是从阻断肌力下降、关节失稳和疼痛这三者之间的恶性循环，延缓关节损害的发展方面考虑，还是以提高膝关节功能为目的，肌力训练都不可缺少。有研究证实，膝关节骨关节炎患者的膝关节功能与伸膝肌肌力的大小密切相关，膝关节肌力的增强有助于下肢功能的改善。肌力训练可通过募集运动单位来减轻膝关节骨关节炎患者的肌肉抑制。

2．关节活动范围减少　单侧膝关节骨关节炎患者除患侧下肢大关节活动范围减少外，对侧未受累肢体的相应关节也会出现活动受限。因此，一个关节发生骨关节炎往往影响到多个关节。许多下肢运动，如从坐位站起、上下楼梯和行走，都需要膝关节屈曲角度达到一定的阈值方能完成。如膝关节屈伸功能受限，就会影响功能的完成。膝关节屈曲＜70°时，患者会出现行走、转移和下蹲困难。膝关节和髋关节活动范围减小，可增加患者发生外伤和跌倒的风险。因此，保持和增加关节活动范围是十分重要的。

3．神经功能缺陷　骨关节炎可造成罹患关节的肌肉及支配该关节的下运动神经元受到抑制，即关节源性肌肉抑制。关节疼痛、炎症和水肿等可通过神经反射使肌肉组织产生保护性抑制反应，引起神经肌肉反射不协调，早期可出现双下肢疲劳等。有报道发现，单侧膝关节骨关节炎患者受累膝关节与非受累膝关节相比，存在19%的肌肉反射抑制。这可能是由于关节损害影响了关节本体感受器，从而阻碍了关节位置信息的传入。目前认为，部分膝关节骨关节炎患者存在本体感觉缺损，且膝关节本体感觉与运动功能之间存在相关性。有学者建议，老年膝骨关节炎患者的康复应包括本体感觉重建训练。

4．其他因素　有报道显示，膝关节骨关节炎晚期患者存在严重的机体适应能力下降，与对照组相比，其峰耗氧量下降，而且更易患冠状动脉疾病。机体有氧能力下降可加剧患者的功能障碍，尤其是下肢运动功能障碍，如行走和上下楼梯等。一些研究还显示，心理因素（如自卑、抑郁和焦虑等）与疼痛和功能障碍存在相关性，属于独立影响因素。这些生理和心理因素之间的相互关系无疑是非常复杂的。膝关节骨关节炎的运动功能障碍及其相关问题通过运动疗法得到改善，而其他治疗方法很少具有如此多方面的效果。例如，膝关节骨关节炎患者的抗阻肌力训练对改善肌力、反射和本体感觉以及心理因素具有良好的效果。